Содержание к диссертации
Введение
1. Системно - функциональный анализ планово-экономических процессов и процессов управления сборочным производством авиастроительного предприятия. постановка задач исследования 12
1.1. Планово-экономический, системный и экономико-математический анализ сборочных процессов авиастроительного предприятия 13
1.2. Анализ внешней среды, влияющей на качество планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия 21
1.3. Планово-экономическое априорное моделирование и управление сборочными процессами как эффективный инструмент анализа авиационного производства 25
1.4. Проблемы и недостатки планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия. Постановка задач исследований 60
2. Разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально- стоимостного анализа 70
2.1. Функционально-стоимостной анализ как инструмент совершенствования комплексной производственной системы для снижения трудоемкости сборочных работ 70
2.2. Разработка методики описания комплексной производственной системы сборки фюзеляжа в условиях функционирования АСУП и АСУТП по экономическим показателям на основе функции и стоимости 84
2.3. Исследование и разработка технико-экономического метода моделирования и описания комплексной производственной системы авиастроительного предприятия 93
2.4. Исследование комплексной производственной системы предприятия и разработка экономико-математического метода ее описания на основе ФСА по функции стоимости 100
2.5. Верификационный анализ комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП по методологии ФСА 108
3. Технико-экономическое и экономико-математическое моделирование и описание модулей комплексной производственной системы по функции времени как экономического критерия 116
3.1. Обобщенная модель взаимодействия модулей комплекса технических средств комплексной производственной системы через функцию времени как экономическую категорию 116
3.2. Определение функции времени обработки технико-экономической информации в комплексной производственной системе 119
3.3. Процессы изменения очередей в узлах комплексной производственной системы по функции времени и стоимости 124
3.4. Определение и анализ параметров исходного производственного процесса комплексной производственной системы по функции времени и стоимости 133
3.5. Определение предельных стоимостных и временных характеристик процессов в сложных узлах комплексной производственной системы 138
4. Адаптация моделей, методов и методики описания структуры и состава комплексной производственной системы с расчетом экономической эффективности разработок 147
4.1. Адаптация метода технико-экономического и экономико-математического моделирования (описания) комплексной производственной системы по методологии ФСА 148
4.2. Расчет экономической эффективности от адаптации методов и методики экономико-математического моделирования КПС и их использования на авиастроительном предприятии 156
4.3. Расчет экономической эффективности от адаптации и внедрения КПС с функциональным составом системы UNIGRAphics 160
Основные выводы и результаты 167
Список используемых первоисточников 169
Приложения 179
- Анализ внешней среды, влияющей на качество планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия
- Разработка методики описания комплексной производственной системы сборки фюзеляжа в условиях функционирования АСУП и АСУТП по экономическим показателям на основе функции и стоимости
- Определение функции времени обработки технико-экономической информации в комплексной производственной системе
- Расчет экономической эффективности от адаптации методов и методики экономико-математического моделирования КПС и их использования на авиастроительном предприятии
Введение к работе
Последние 10 лет в экономике страны наблюдается некоторый незначительный экономический подъем, хотя картина в общих аспектах - парадоксальная. С одной стороны, есть незагруженные производственные мощности, избыточные и плохо используемые трудовые и материальные ресурсы, которые так необходимы любому предприятию страны для выпуска изделий, товаров и оказания услуг. С другой стороны — острая необходимость в повышении уровня потребления, в преодолении «бедности и малообеспеченности» производств (например, таких как авиационные). Здесь непосредственным ограничителем является совокупный спрос на продукт (изделие), дефицит денежных средств, как у потребителей, так и у государства. Инвестиции как-то могут изменить положение дел производителей продукта (изделий), несмотря на то, что при «замороженном» совокупном спросе на продукты (изделия), вновь создаваемые производства (типа ОАО) вытесняют с рынка уже действовавшие, а объем реализации изделий почти не увеличивается. Специалистами в области экономической теории и практиками-производственниками неоднократно отмечалось, что реальный подъем промышленного (в т.ч. авиационного) производства в стране в своей основе должен иметь широкомасштабный структурный маневр. Механизм промышленного подъема при этом экономистами видится как переход общего спада производства в структурный кризис с последующим ростом производства. Поэтому повышенное внимание экономистов к освещению масштабов спада производства и других количественных и качественных показателей (характеристик) последствий недавнего экономического кризиса, оправданное в начале проведения хозяйственных реформ в промышленности, в настоящее время уже не может считаться самодостаточным и продуктивным направлением экономических исследований. Сейчас гораздо важнее определить конкретные причины хозяйственного (производственного) и технологического застоя в разных производственных сферах промышленных предприятия (в т.ч. и авиационных). В причинах производственного и технологического застоя также вскрывается резкое уменьшение оборотных средств промышленных предприятий, несовершенная или совсем отсутствующая система надежного бюджетирования, рост цен на энергию, топливо, увеличение транспортных тарифов, неплатежи государства и основных заказчиков за продукцию, изготовленную по их заказу; использование средств (особенно денежных) финансовыми и иными структурами для трансакционных целей и др. Поэтому современная стратегия развития промышленного (в т.ч. авиационного) производства в условиях неполного финансирования (в т.ч. бюджетирования) предполагает создание и совершенствование узкоспециализированных комплексных производственных систем (КПС), в условиях функционирования АСУП и АСУТП; создания принципиально новых методов и приемов управления производством, с использованием современных средств обработки технико-экономической и производственной информации; технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования процессов производства и реализации заказов (изделий) высокого качества, в заданные сроки при минимальных затратах.
Для достижения целей социально-экономического развития, например, авиационного производства (особенно трудоемкого и высокотехнологичного) необходим целый комплекс мероприятий, обеспечивающих: совершенствование принципов организации и методов технико-экономического планирования производства, с использованием современных автоматизированных систем управления производственными и технологическими процессами, на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования этих процессов и систем; внедрения новых и совершенствование существующих производственных и технологических процессов и систем управления; повышение уровня автоматизации проектирования, технико-экономического планирования труда, управления и организации производства.
Но автоматизация процессов проектирования, технико-экономического планирования труда, управления и организации производства приводит к необходимости пересмотра многих традиционных понятий и подходов, например, с позиции теории систем и функционально-стоимостного анализа, так как вся комплексная производственная система, в совокупности с системами автоматизации, относится к сложным динамическим экономическим системам, в которых принятие производственно-технологических и управленческих решений в процессе производства осуществляется в условиях априорной неопределенности [1,2,3,9,11]. Это связанно со стохастической неопределенностью выходных параметров и недостаточной информацией о возмущающих факторах, влияющих на стабильность и точность функционирования комплексной производственной системы (КПС) сборочного производства авиастроительного предприятия.
Стохастическую неопределенность можно как-то уменьшить, например, разработкой априорных технико-экономических, планово-экономических и экономико-математических моделей со взаимоувязкой компонентов КПС с автоматизированными системами управления, представляющих собой зависимости между производственно-технологическими и управленческими параметрами. Поэтому с функционально-экономической точки зрения (основываясь на методологии функционально-стоимостного анализа) КПС, равно как и поддерживающие автоматизированные системы, должны реализовывать исходный производственный и технологический процессы в виде процедур взаимодействия материального, информационного, энергетического и финансового потоков.
Следовательно, при совершенствовании (модернизации) комплексной производственной системы (КПС) в совокупности с АСУП и АСУТП возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше с выбором наилучшей (оптимальной) структуры (при минимальной стоимости), оптимальной организации взаимодействия элементов системы, определения оптимальных режимов функционирования по критерию функции и стоимости, учетом влияния внешней среды на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования их внутреннего состава и связей. В этой связи вырисовывается главный тезис — утверждение первостепенной важности проблемы совершенствования системы управления производственными и технологическими процессами (с позиции ФСА) в целостной концепции экономической системы современного типа - это все охватывающие основные функционально-стоимостные и временные аспекты организации, планирования, проектирования, производства, труда и управления на основе априорного технико-экономического, планово-экономического и экономико-математического моделирования и прогнозирования проектно-технологических, производственных и экономических процессов. На основании выше изложенного можно констатировать, что основной целью настоящей работы ставится: разработка моделей и методов снижения трудоемкости сборочных процессов авиационного производства на основе функционально-стоимостного анализа по критериям функции и стоимости с позиции функциональности. Здесь функциональность выступает как технико-экономическая и экономико-математическая категория понятий, то есть объединяет несколько критериев: функцию как полезное действие, состояние или свойство; качество, надежность, эффективность, ремонтопригодность и долговечность. Для достижения поставленной перед исследователем цели в работе необходимо произвести технико-экономическую и экономико-математическую взаимоувязку всех компонентов КПС, выполнить структурный, системный, функциональный и стоимостной анализы, то есть выполнить декомпозицию комплексной производственной системы по функции, увязать их технико-экономическими и экономико-математическими моделями со стоимостными показателями, разработать оптимальные экономико-математические модели КПС со взаимоувязкой всех подсистем, выполнить обратную процедур также в виде экономико-математических моделей на основе методологии функционально-стоимостного анализа.
Таким образом, основными задачами исследования являются: 1.Выполнить анализ существующих технико-экономических, планово-экономических и экономико-математических методов описания и моделирования промышленной системы на примере сборочного производства авиастроительного предприятия в совокупности с системами автоматизации (АСУП и АСУТП) по методологии функционально-стоимостного анализа и общего математического анализа разработок.
2.Теоретически исследовать структурно-функциональную схему, технико-экономический состав КПС (как логической составляющей большой экономической системы) и на основе методов технико-экономического и экономико-математического моделирования, выполнить структурирование системы со взаимоувязкой всех элементов в виде математических моделей с использованием критериев функциональности и стоимости по функции (как полезному действию свойству или состоянию) комплексной производственной системы авиастроительного предприятия, с экономической точки зрения. 3. Разработать методику технико-экономического и экономико-математического моделирования структуры и состава КПС со взаимоувязкой информационно-производственных потоков с функциональными, структурными и стоимостными показателями, производственно-технологическим обеспечением на основе структурирования общей экономико-математической модели КПС с использованием технико-экономических и экономико-математических методов анализа и методологии функционально-стоимостного анализа. 4. Разработать методы технико-экономического, функционального и экономико-математического моделирования КПС со взаимоувязкой модулей комплекса технических средств с информационным технико-экономическим и программным обеспечением, рабочими процедурами, производственными и технологическими процессами на основе теории массового обслуживания, теории информации, исследования операций, теории структур и функционально-стоимостного анализа по временным критериям как экономической категории, понятий и определений.
Научной новизной в настоящей работе обладают следующие результаты: 1.Методика технико-экономического и экономико-математического моделирования технического состава комплексной производственной системы и системы управления производственными и технологическими процессами по критериям функции и стоимости с позиции функциональности, на основе структурирования экономико-математической модели КПС, с экономической точки зрения. 2.Функциональнотехнико—математический, технико-экономический и экономико-математический методы исследования и описания КПС в совокупности с АСУП и АСУТП как экономической системы, основанные на методологии функционально-стоимостного анализа (ФСА) - по функции и стоимости как экономическим критериям.
3.Технико-экономические и экономико-математические модели для взаимоувязки модулей комплекса технических средств с информационным обеспечением КПС, основанные на структурировании состава системы с использованием математического анализа структурных разработок и верификации по экономическим показателям функции и стоимости.
АМетодика процедуры адаптации методов экономико-математического моделирования и проведения расчетов экономической эффективности с использованием информации о конкретном штатном объекте производства, труда и управления, по критериям функции и стоимости.
Базисные элементы: технико-экономическая и экономико-математическая модель, функция и стоимость по критерию функциональности КПС, где функциональность - это комплексный показатель: качество, надежность, эффективность, ремонтопригодность и долговечность системы. На защиту выносятся следующие разработки:
1.Методика технико-экономического и экономико-математического описания комплексной производственной системы с разработанными технико-экономической и экономико-математической моделями системы и увязкой элементов по критериям функции и стоимости с позиции функциональности. 2.Функционально-технико-математические (по функции как полезному действию или свойству системы), технико-экономические и экономико-математические методы описания и анализа структуры и состава КПС в комплексе с АСУП и АСУТП, основанные на методологии функционально-стоимостного и математического анализа разработок.
В первой главе выполняется системно-функциональный анализ существующих методов исследования и описания технико-экономических систем на примере комплексной производственной системы управления производственными и технологическими процессами (КПС), системы сетевого планирования и управления сборочными работами по производству фюзеляжа и др.
Во второй главе разрабатываются технико-экономические и экономико-математические методы исследования и описания комплексной производственной системы управления производственными и технологическими процессами на основе функционально-стоимостного анализа по критериям стоимости функции разработок, методов экономико-математического описания больших экономических (производственных) систем; выполняется структурирование экономико-математической модели информационного и технического состава КПС со взаимоувязкой функциональных и стоимостных показателей по критериям функции (как полезного действия, состояния или свойства объекта-системы) и стоимости , разрабатываются функционально-технико-математический, технико-экономический и экономико-математический методы моделирования КПС как логической составляющей большой экономической (производственной) системы сборочного производства авиастроительного предприятия.
В третьей главе на основании проведенных исследований технико-экономического и экономико-математического моделирования структуры и состава КПС во взаимоувязке с информационным обеспечением по функции и стоимости, разрабатываются технико-экономические и экономико-математические модели взаимоувязки комплекса технических средств по временным показателям программного и технико-экономического обеспечения, и др. элементов КПС на основе элементов теории массового обслуживания, теории информации, теории структур, функционально-стоимостного анализа и других экономико-математических методов. В разделе приводятся численные примеры по анализу параметров исходного процесса в узлах КПС методами решения системы дифференциальных уравнений в предельных случаях протекающих процессов в узлах с очередями в КПС, с экономической точки зрения.
В четвертой главе описывается технология адаптации методов и методики технико-экономического и экономико-математического описания структуры и состава на численном примере. Приводятся технико-экономические и экономико-математические расчеты на примере некоторых модулей КПС в условиях сборочного производства авиастроительного предприятия (на примере фюзеляжа самолета ТУ-204-100). Также, адаптируется и совершенствуется (с экономико-математической точки зрения) методика по производству расчетов экономической эффективности по результатам исследования и экспериментов, где в качестве реальной КПС в совокупности с системами автоматизации процессов, применяется русифицированная система UNIGRAphics, используемая на многих авиастроительных предприятиях. По результатам исследований и проведенных экспериментов достигается снижение трудоемкости (в н/часах), показывается условный экономический эффект (в млн. руб.) и определяется коэффициент эффективности разработок, который значительно выше, чем на базовом (исследуемом) предприятии.
Все расчеты подтверждены актами о внедрении результатов исследования, экспериментов и разработок (акты вынесены в приложение настоящей работы). В завершении четвертой главы констатируется полезность выполненной работы.
В основных выводах и результатах к диссертации резюмируются научные и практические результаты, а также акцентируется новизна исследований и экспериментов.
В перечень литературы внесено 123 наименования первоисточников используемых при написании настоящей работы.
В приложение вынесены три акта о внедрении результатов исследования, экспериментов и разработок на двух действующих авиационных предприятиях и справка использования разработок в учебном процессе ИАТУ УлГТУ. По теме диссертации опубликованы: 17 научно-технических работ: статей -11; научно-технических докладов в сборниках - 5; учебное пособие с грифом УМОАРК-90 страниц - одно, то есть 5 печатных листов (в соавторстве).
Анализ внешней среды, влияющей на качество планово-экономической системы и системы управления сборочными процессами авиастроительного предприятия
Следует заметить, что качество материалов из алюминиевых сплавов заметно улучшилось, в связи с введением новых прокатных станов, современных плавильных печей и другого оборудования. Резко возросла степень автоматизации и механизации работ металлургического предприятия, вследствие чего несколько снизилась цена на продукцию завода и др.
Но не зависимо от того, что цена на основные материалы снизилась, а цена основного изделия - самолета значительно повысилась из-за резкого повышения ставок на накладные расходы. Это связано, на наш взгляд, с несовершенной структурой планирования и управления основным и вспомогательным производствами. Согласно основным положениям «Экономической теории», в условиях рыночных отношений, структура управления в численном выражении должна быть минимальной, а в условиях ЗАО «Авиастар-СП» - эта картина - противоположная. Изобилие служб и «руководителей-директоров» с высокой зарплатой дает основание полагать, что «экономить» необходимо на всей системе управления основного и вспомогательного производств и служб обеспечения.
Для достижения такой цели необходимо рассмотреть некоторые задачи такие как: уточнить понятие «метод технико-экономического управления»; провести их классификацию; исследовать закономерности развития методов технико-экономического управления и их взаимосвязи. Понятие «метод технико-экономического управления» представляет собой сложное по смыслу словосочетание, образованное понятиями «метод» и «управление». В современной литературе наблюдается разночтение понятия «метод технико-экономического управления» и его подмена другими. Примером этому может служить определение методов технико-экономического управления, приведенное Розенбергом Д.М. Автор рассматривает методы технико-экономического управления как «4 основных стиля руководства, выделенных Ренсисом Ликертом: авторитарный стиль, основанный на власти; авторитарный стиль, основанный на добровольном подчинении; консультативно-демократический; демократический, предусматривающий участие работников (в принятии решений)». Однако, несмотря на тесную связь между методами и стилем технико-экономического управления, их нельзя отождествлять. Стиль руководства определяется тем, насколько умело, научно обоснованно, своевременно, последовательно используется соответствующий метод технико-экономического управления в совокупности с технико-экономическим, планово-экономическим и экономико-математическим моделированием.
На практике в условиях авиастроительного предприятия (в том числе на ЗАО «Авиастар») различают: 1. Методы технико-экономического управления функциональными подсистемами предприятия. Они связаны со структурой предприятия, в которой имеется функциональное разделение управленческого труда. Методы, применяемые в соответствующих структурных подразделениях, отражают их специфику в постановке целей и определении состава работ, необходимых для их достижения. 2. Методы выполнения функций технико-экономического управления. В их основу положено представление процесса технико-экономического управления как процесса выполнения совокупности взаимосвязанных функций менеджмента. Здесь различают соответственно методы целеполагания, планирования, организации, контроля сборочного производства. 3. Методы подготовки и принятия управленческих технико-экономических решений. В основу выделения этой группы методов технико-экономического управления положено описание процесса управления с позиции процесса принятия управленческих решений. В соответствии с этим методы этой группы подразделяются на методы подготовки и обоснования решений; методы выбора решений; методы реализации решений. Наибольшее значение имеет классификация методов технико-экономического управления на основе объективных экономических закономерностей, присущих сборочному производству, с учетом специфики отношений, складывающихся в процессе труда, то есть по содержанию (административные, экономические, социально-психологические). Следует отметить, что данное деление условно, так как четко разграничить каждый метод не представляется возможным: они взаимно проникают друг в друга и имеют немало общих черт. В связи со своей взаимосвязанностью и взаимообусловленностью конкретное применение методов становится не только научно-производственным, но и видом управленческого и административного искусства, то есть умелого их использования в самых разнообразных сочетаниях в планово-экономических процессах авиастроительного предприятия и т.д.
Поскольку сборка самолетов - процесс сложный, ответственный и трудоемкий, то в этом процессе сочетаются несколько видов работ - это последовательная сборка, параллельная и комплексная. Для достижения оптимального цикла сборочных работ, например, фюзеляжа в стапеле общей сборки, применяют метод экономико-математического моделирования.
В данном случае рассмотрим агрегатно-сборочное производство (на примере «Авиастар-СП»), то есть систему СПУ как совокупность расчетных методов, организационных и контрольных мероприятий по технико-экономическому планированию и управлению комплексом сборочных работ, с априорным моделированием планово-экономических процессов в условиях функционирования АСУТП (или АСУП) на основе «экономической теории».
Как отмечалось выше, современные планово-экономические процессы опираются на вычислительную технику, то есть на автоматизированные системы управления производством: АСУТП, АСУП и др., что обеспечивает возможность четкого оперативного планирования и управления при реализации сложных технологических и производственных процессов сборки самолетов и других проектов. Здесь система СПУ в условиях автоматизации процессов сборки изделий состоит из двух этапов [120]. На первом этапе - этапе априорного планирования разработки, при помощи метода экономико-математического моделирования, с использованием теории графов и исследования операций, наглядно в электронном виде можно выразить сложные соотношения между отдельными работами, априорно выделить напряженные участки работ и составить оптимальный план-проект, минимизирующий разработку по времени (трудоемкости), стоимости и функциональности, оптимизировать сборочные работы по всем производственным показателям.
Разработка методики описания комплексной производственной системы сборки фюзеляжа в условиях функционирования АСУП и АСУТП по экономическим показателям на основе функции и стоимости
Используя методологию ФСА, теорию систем, теорию функций комплексных переменных, исследование операций и другие методы классической математики, и экономической теории, сформируем технико экономический и экономико-математический алгоритм-методику описания состава комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП, применяя из алгебры-логики связующие элементы-символы «следования», «совместности» и «предопределения» и др. Чтобы разобраться в сути построения алгоритма-методики (через информационно функциональный состав системы) описания комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП, сформулируем ее определение через информационное обеспечение [39, 58, 98, 118].
Под составом информационного обеспечения комплексной производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП следует понимать граф-дерево, описывающее отношение иерархического порядка (подчиненности) между элементами ее составной части. Технико-экономическая и экономико-математическая модель этой производственной системы в совокупности с АСУП и АСУТП должна обеспечить генерацию всех возможных вариантов построения, определение множества допустимых схем оперативного и автоматизированного управления технологическими и производственными процессами. Экономико-математическая (технико-экономическая) модель должна обеспечивать возможность определять состав каждого входящего элемента комплексной системы производственной (КПС).
Далее, используя методологию функционально-стоимостного анализа рассмотрим состав КПС с позиции функции как полезного действия, свойства или состояния для формирования типового функционального носителя информации (ТФНИ), основополагающего и формирующего "агрегата" информационного обеспечения всей КПС в совокупности с АСУП и АСУТП.
Тогда совокупность SflJ по блокам типовых функциональных представителей и совместностью с отдельными -S, поу -варианту и по уровням экономико-математической модели предопределяет универсальное информационное множество 1"Т сборочного производства или управления в совокупности с АСУП и АСУТП.
Тогда совокупность алгоритмов (Д/) по уровням экономико-математической модели от типовых технико-экономических элементов системы до подсистем логически может быть представлена подмножествами декартового произведения множества А на себя в виде булевой матрицы.
Связь между Д и Тк выражается через функциональную зависимость (функциональные связи) в том случае, когда функция (полезное действие) указывает на управление, определяется тип и функция КПС.
Для связи Тк и Rj со стоимостными показателями используем из булевой алгебры принципы-методы следования и предопределения, так как в тип (71) КПС входят такие показатели: вид сборки, тип технико-экономических показателей, характеристики связи, стоимость оборудования (возможно и инструмента), и другие.
Стоимостные показатели Cim необходимо увязать со всеми независимыми и входными элементами множеств, так как в информационный состав КПС должны вноситься оптимальные технико-экономические решения по функциональности и стоимости, с позиции функционального подхода. Следовательно, Cim необходимо увязать с алгоритмом Ah так как от алгоритма исходит вся увязка входящих элементов по времени поиска технико-экономических решений (например, стоимости управления), качество анализа КПС и совершенствования КПС и др, тогда суммарная стоимость по всем показателям с увязкой А с С будет.
Тогда совокупность (2.3) предопределяет организацию информационных блоков (В) и для анализа управления технологическими и производственными процессами необходимо выполнить увязку компонентов.
Определение функции времени обработки технико-экономической информации в комплексной производственной системе
Зависимости (3.21)-(3.25) определяют динамику изменения очереди в узлах при р 1. Однако для выявления полной картины процессов в узле необходимо получить зависимости, описывающие процессы в узле при р = 1. Для получения явных зависимостей целесообразно ввести некоторые дополнительные предположения о характере входного потока, поступающего в узел.
Процессы в узле при критической нагрузке. Учитывая, что источники технико-экономической информации КПС передают конечное число информационных блоков, целесообразно сделать допущение о конечном числе запросов, проходящих через узел за время [to, tj.
При определении параметров узла при р = \ используем метод анализа интервалов занятости.
Для анализа процессов в моменты /,- (i=0, 1,..., п), отличные от времени выхода очередного запроса из узла, введем дополнительный параметр , изменяющийся от // до ti+j непрерывно. В такой постановке можно использовать метод дополнительного параметра.
Назовем исходным процессом в КПС производственный процесс, который развивается во времени поочередно на периодах занятости и незанятости узла обработки запросов.
Выше были получены параметры процесса на периоде занятости. Используя зависимости (3.49) и (3.51), с помощью методов теории восстановления [17] получим из процессов на периоде занятости исходный процесс.
Обозначим через р величину NAv и рассмотрим изменение Е(т) и (1 - /) (занятость системы) в предположении, что время обработки имеет экспоненциальное и постоянное распределение. Из выражения (3.66) следует, что влияние функции распределения времени обработки весьма существенно в точке р «1, а при р 1 влияние вида функции распределения весьма мало. При р » 1 величина / - 0 и N - со, так что E(m) N(l-l/p ). (3.67) Таким образом, какое бы распределение времени обработки не имело место, график функции Е{т) асимптотически приближается к прямой, проходящей через точку (1,1-1/ р ) под углом arctg(1 -1 / р ), то есть Е(т) с большой точностью можно аппроксимировать прямой. Точное исследование подтверждает результаты (3.21)-(3.28). Кроме длины очереди в окрестности р «7 необходимо определить время ожидания обработки.
Расчет времени ожидания обработки технико-экономических решений в КПС проведем, основываясь на вышеизложенных предположениях. Обозначим через Wj(t) время, необходимое для полной обработки всех запросов, которые присоединились к очереди до момента / исходного процесса (время разгрузки). Плотность распределения W t) обозначим через corfr.t). Для дисциплины очереди - «пришел первым - первым обслужен» - интервал [17] разгрузки равен времени ожидания запроса при условии его поступления в момент времени L
Найдем выражение 0),(r,t) через W t), равное интервалу разгрузки процессора в момент времени / на периоде занятости.
Выше были получены зависимости, позволяющие определить в явном виде параметры процессов в различных узлах маршрутов передачи информации в предположении, что известны точные характеристики, как процесса появления запросов, так и параметров обработки, причем на эти характеристики накладывались определенные ограничения.
Однако эти зависимости были получены для случая выполнения обработки и передачи информации в узле, нагрузка на который р 1 и только в отдельные моменты времени может приобретать значение р 1 с последующим обязательным возвращением к значениям р 1. Учитывая, что в комплексе технических средств таких узлов достаточно много, особый интерес представляет случай, когда в критических ситуациях (р 1) находятся несколько или все узлы системы. Не снижая общности рассуждений, выделим на любом маршруте т таких узлов с номерами Ш], 1П2,.... т„(пв общем случае -»оо). Рассмотрим совместное поведение этих узлов. Введем в рассмотрение следующую последовательность временных интервалов г [бесконечную матрицу]:
Таким образом, оценивая результаты разработки технико-экономических и экономико-математических моделей с использованием теории массового обслуживания, исследования операций и др. математических методов, следует сформулировать выводы:
1. При использовании теории массового обслуживания, обобщенный процесс взаимодействия модулей во времени может быть описан интервалом времени (tj,) и использован для реализации мультипрограммного режима с загрузкой в вычислитель программы {7Uk+s}, что инициирует прерывание сигнала в момент ожидания процедуры обработки прерывания, в случае отсутствия причины, мешающей продолжению выполнения программы {7Г }.
2. Среднее время ожидания EWK позволяет определить полное время выполнения программы {Як} с учетом потока внешних и внутренних прерываний и определить Ё длительности интервалов вида Па и Пе при взаимодействии всех модулей. Поэтому при синтезе системы этот процесс (по формулам - соотношения) позволяет проектировать временные интервалы с заданными характеристиками.
3. Система технико-экономических и экономико-математических моделей, основанная на дифференцировании потока заявок по времени является системой бесконечных дифференциальных уравнений, так как исходный процесс изменения очередей в узлах КПС может иметь бесконечное число состояний, что свидетельствует о рациональной постановке процедур технико-экономического и экономико-математического моделирования процессов изменения очередей в этих узлах.
4. Анализ параметров исходного процесса в узлах КПС и полученные зависимости в виде технико-экономических и экономико-математических моделей показывают, что при работе любого узла в режиме большой нагрузки, его параметры связаны линейными зависимостями и, следовательно, этот результат позволяет резко упростить вычисления при синтезе управляющего вычислительного комплекса КПС.
5. Для определения предельных характеристик процессов в особо сложных информационных узлах КПС необходимо и достаточно вычислить сумму информационных потоков, и их распределение по очереди в обработку с использованием метода Лапласа и выравниванием функции Д(І), а также определением точки максимума функции J(t) с положительным корнем fX 0.
Расчет экономической эффективности от адаптации методов и методики экономико-математического моделирования КПС и их использования на авиастроительном предприятии
Чтобы рассчитать экономический эффект, полученный от внедрения методов и методики технико-экономического и экономико-математического моделирования КПС и ее адаптации в сборочном производстве по изготовлению фюзеляжа, используем формулу.
В настоящем расчете приведем априорные результаты экономического эффекта, полученного от внедрения комплексной производственной системы в совокупности с системой автоматизации типа UNIGRAphics и решение задач по проектированию технико-экономических, планово-экономических документов, инструмента, приспособлений, некоторых видов производственных и технологических процессов в подготовке сборочного производства авиастроительного предприятия.
Для расчета рекомендовано принимать сложность всех «проектов» по второй группе сложности согласно государственным нормативам «Нормы времени и расценки на производственные (планово-экономические) и проектно-технологические работы по механической обработке, сборке и конструированию».
Проведем расчет роста производительности труда от внедрения методик технико-экономического, планово-экономического, производственного и экономико-математического моделирования производственных и технологических процессов в КПС в совокупности с системой автоматизации типа UNI-GRAphics.
Таким образом, по результатам анализа расчетных данных исследований и экспериментов в сборочном производстве авиастроительного предприятия достигается повышение эффективности работы всей комплексной производственной системы (КПС) в совокупности с системой автоматизации типа системы UNIGRAphics при проектировании и управлении производственными и технологическими процессами, например сборки фюзеляжа, в 2,3 раза.
На основании вышеизложенного, то есть адаптации моделей и методики технико-экономического, планово-экономического, производственного и экономико-математического моделирования процессов в КПС в совокупности с системой автоматизации типа UNIGRAphics и расчета экономической эффективности разработок на конкретном объекте (фюзеляже), сформулируем следующие выводы:
1. Анализ на численном примере использования методики экономико-математического моделирования и приведенный расчет экономической эффективности от адаптации и опытной эксплуатации этой методики экономико-математического моделирования процессов в КПС в совокупности с системой автоматизации типа UNIGRAphics со взаимоувязкой априорной математической моделью производственного и технологического процессов сборки главного агрегата самолета ТУ-204-100, подтверждает правильное направление выполненных исследований, разработок, экспериментов, адаптации и опытной эксплуатации методик, за счет оптимизации состава КПС в совокупности с АСУП и АСУТП сборочного производства авиастроительного предприятия.
2. Снижена общая годовая трудоемкость производственного и технологического процессов сборки фюзеляжа на 42 410 н/часов, что позволяет судить об эффективности выполненной работы и выбора оптимального состава КПС в совокупности с АСУП и АСУТП.
3. Условный экономический эффект в денежном выражении составляет Эу = 2 186 455,5 рублей, что подтверждается актами о внедрении научно-технических разработок в сборочных производствах авиастроительных предприятий.
4. Коэффициент автоматизации и механизации работ составил 2,3 вместо имеющегося 1,03 на базовом предприятии, что позволяет усовершенствовать производственный и технологический процессы сборки фюзеляжа за счет использования комплексной производственной системы в совокупности с системой автоматизации типа русифицированной UNIGRAphics.
